框架工程
了解在房屋框架中起作用的力量是构建建筑框架的先决条件。
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你可以花几年的时间在学校成为一名结构工程师,但你不需要这样的训练来建造一座房子。尽管如此,对房屋框架和框架中作用的力的一般工作知识还是很有帮助的。意识到这些力量以及框架如何抵抗它们可以帮助您选择技术,并使严格遵守建筑规范更加自然和直观,特别是在法规执行可能更宽松的司法管辖区。
载荷和跨度框架对施加在其上的各种力的反应方式在很大程度上取决于各种因素,如它被加载的重量和水平框架元素必须跨越的距离。 荷载是框架构件所承载的重量。载荷分为两类:静载荷和活载荷。静载是结构的固定重量,包括材料和任何固定装置或设备是建筑物的永久部分。活荷载,另一方面,包括结构所承受的任何变化的重量,如人和家具。在确定框架构件的适当尺寸和间距时,必须考虑这两种荷载。 框架构件可以在支座之间延伸的距离称为跨度。一块特定的木材可以跨越的距离受到各种因素的影响,包括它必须承受的载荷的大小和位置。它还受到木材种类的影响。一个由橡木制成的2×6可以比一个由松树制成的跨度更大,因为材料本身更坚固。跨度表在网上和大多数市政建筑办公室都有。虽然这些表格适用于一般的地板框架,但在该国的某些地区,规划必须由工程师审查。 |
在一个框架中起作用的力
一所房子坐落在它的空地上,看上去就像是在平静地休憩。但在护墙板和木瓦下面,框架正在努力抵抗外力。大多数这些力都与重力有关,框架必须设计成这样一种方式,它可以轻松有效地处理这些力。它还必须为偶尔出现的力量做好准备,比如强风或地震活动。
偏转挠度是框架构件或框架系统,如地板或屋顶,在增加重量时向下移动的量。挠度受木材间距的影响。例如,标准框架构件间距为16英寸。在中心(o.c.)可能偏转小于较宽的框架构件间距为24英寸。过大的挠度会导致干墙开裂或瓷砖地板开裂。
拉伸和压缩张力和压缩这两种力是相反的。拉力是一种拉力或拉伸力,而压缩是一种推力或挤压力。例如,在带有非结构脊的屋顶中,板上椽的重量将墙分开。然而,每根椽子下面的托梁通过把墙拉在一起来防止这种情况发生。这时就说托梁处于张力状态。与此同时,地板系统的重量压在螺栓上,往往会挤压它们,使它们处于压缩状态。
剪切剪力是一种与结构或材料的正常阻力强度垂直或相反的力。这种力量可能是风推着建筑物的一侧,但也可能是斜屋顶推着墙上的铆钉。剪力的另一个例子是悬臂托梁末端的向下力。剪切力可能是最微妙但最具破坏性的力之一。
支撑结构
房子的框架把房子的重量转移到地基上。从屋顶开始,荷载沿着支撑线通过椽、托梁和墙钉。当框架单元相互对齐时,负载可以有效地传递。但房子不是一个密封的盒子,这些支撑线常常被门窗的开口打断。框架必须将这些孔周围的载荷转移。如果框架不均匀,载荷将以不可预测的方式分布,这可能导致结构破坏。
钉时间表
与名字所暗示的相反,钉钉子时间表与你钉钉子的时候没有任何关系。相反,它与特定应用程序必须使用多少钉子和多大尺寸的钉子有关。建筑规范包括大多数框架连接的一般钉接时间表。但是,如果你在一个有特殊规范要求的地区建筑,比如大风,钉钉子的时间表应该包括在房屋计划的一部分。必须始终严格遵守钉接时间表的最低要求,以确保连接的强度。这些细节在某些应用中特别重要,例如在墙框架上钉护套(见第4章)。钉子的大小和间距必须精确遵循,否则房屋将不符合当地法规的要求。建筑检验员会立刻标记出这个错误。